JP2005529798A - Vibration-resistant steering wheel and method - Google Patents
Vibration-resistant steering wheel and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005529798A JP2005529798A JP2004516108A JP2004516108A JP2005529798A JP 2005529798 A JP2005529798 A JP 2005529798A JP 2004516108 A JP2004516108 A JP 2004516108A JP 2004516108 A JP2004516108 A JP 2004516108A JP 2005529798 A JP2005529798 A JP 2005529798A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering wheel
- core member
- channel
- cushioning element
- rim
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
- F16F15/08—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/22—Arrangements for reducing or eliminating reaction, e.g. vibration, from parts, e.g. wheels, of the steering system
- B62D7/222—Arrangements for reducing or eliminating reaction, e.g. vibration, from parts, e.g. wheels, of the steering system acting on the steering wheel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/01—Vibration-dampers; Shock-absorbers using friction between loose particles, e.g. sand
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20576—Elements
- Y10T74/20732—Handles
- Y10T74/20834—Hand wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
自動車用のステアリングホイール(10)は、円形リム(12)を備える芯部材を含む。芯材料の密度よりも大きな密度を有する少なくとも1つの緩衝要素(14)が、リム(12)、好ましくはチャネル(11)内に取り付けられるとともに、好ましくは、リム(12)の回りに実質的に放射対称に配置される。ステアリングホイール(10)の製造方法も提供され、この方法は、チャネル(11)を備える円形リム断面(12)を有するステアリングホイール芯部材(12)を提供するステップ、チャネル(11)内に少なくとも1つの緩衝要素(14)を配置するステップ、およびリム断面12の回りに流動可能な硬化性材料を供給して緩衝要素をその中に固定するステップを含む。An automotive steering wheel (10) includes a core member with a circular rim (12). At least one cushioning element (14) having a density greater than that of the core material is mounted in the rim (12), preferably in the channel (11) and preferably substantially around the rim (12). Arranged radially. A method of manufacturing a steering wheel (10) is also provided, the method comprising providing a steering wheel core member (12) having a circular rim cross section (12) with a channel (11), at least one in the channel (11). Placing two cushioning elements (14) and providing a flowable curable material around the rim cross section 12 to secure the cushioning elements therein.
Description
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み入れてある、2002年6月20日付出願の米国特許仮出願第60/390076号の出願日の利益を主張するものである。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application, are incorporated herein by reference, which claims the benefit of the filing date of U.S. Provisional Patent Application No. 60/390076 June 20 Date Application 2002.
技術分野
本発明は、一般的にはステアリングホイールおよび車両ステアリング組立体に関し、より具体的には回転振動に対して大きな抵抗を有するステアリングホイールまたはステアリング組立体に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to steering wheels and vehicle steering assemblies, and more specifically to a steering wheel or steering assembly having a high resistance to rotational vibration.
発明の背景
自動車設計者の長期的な目標は、運転中における様々な車両システムの振動を最小化することであった。振動の軽減は、自動車部品の損耗が少ないこと、および振動要素により浪費されるエネルギーが少ないことにより運転効率が高くなるという利点とともに、運転者に対しての快適さの向上をもたらす。自動車の構造的および機能的な詳細は、異なる車両ラインやモデルによって大きく異なるので、1つの車両に対する振動抑制基準は、その他の車両のそれとは異なる可能性がある。さらに、既存の車両モデルに新しいシステムまたは構造技術、さらには新しいスタイル設計が導入されるときにも、振動特性は変化する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The long-term goal of automobile designers has been to minimize the vibration of various vehicle systems while driving. The reduction of vibrations results in improved comfort for the driver, with the advantage of increased driving efficiency due to less wear on the car parts and less energy wasted by the vibration elements. Since the structural and functional details of an automobile vary greatly between different vehicle lines and models, the vibration suppression criteria for one vehicle may be different from those of other vehicles. In addition, the vibration characteristics change when new system or structural technologies and even new style designs are introduced into existing vehicle models.
設計者にとって特に関心のあることは、車両ステアリングホイールにおける振動緩衝材(vibration dampeners)の開発であった。ステリアリングシステムを介して伝達される振動を低減すると、運転者の疲労や車両の騒音が低減されるとともに、全体的な運転の楽しみが増大する。ステアリングシステムの振動を低減する方法としては、ダンパ重量を使用してステアリングカラムを介して伝達される振動を吸収することに注目しており、当該技術分野において多くの方法が知られている。1つのアプローチでは、弾力性部材を使用して、エアバッグモジュールをステアリングホイールに連結し、エアバッグモジュールがマスダンパ(mass damper)として働くようにする。しかしながら、このアプローチでは、そのようなシステムは、回転振動を有効に抑制するのに、比較的重いエアバッグモジュールを必要とする。その他のシステムでは、ステアリングカラムに直接的に付随するマスダンパが使用される。このようなシステムは、やはり、比較的複雑であるとともに比較的大きな質量を必要とする。 Of particular interest to designers has been the development of vibration dampeners in vehicle steering wheels. Reducing vibrations transmitted through the steering system reduces driver fatigue and vehicle noise and increases overall driving enjoyment. As a method for reducing the vibration of the steering system, attention is paid to absorbing the vibration transmitted through the steering column using the damper weight, and many methods are known in the art. In one approach, a resilient member is used to connect the airbag module to the steering wheel so that the airbag module acts as a mass damper. However, with this approach, such a system requires a relatively heavy airbag module to effectively suppress rotational vibration. Other systems use a mass damper that is directly associated with the steering column. Such systems are again relatively complex and require a relatively large mass.
発明の概要
1つの観点においては、車両用のステアリングホイールを提供する。このステアリングホイールは、中央マウント部分を有する芯部材と、前記マウント部分を実質的に円形のリムに連結する複数のスポークとを含む。少なくとも1つの緩衝要素がリムに固定され、この緩衝要素は、芯部材の密度よりも大きな密度を有する材料で形成されて、芯部材と振動伝達可能に固定されている。
SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect, a steering wheel for a vehicle is provided. The steering wheel includes a core member having a central mount portion and a plurality of spokes connecting the mount portion to a substantially circular rim. At least one buffering element is fixed to the rim, and the buffering element is made of a material having a density larger than that of the core member, and is fixed to the core member so as to transmit vibration.
別の観点においては、ステアリングホイールの製造方法を提供する。この方法は、チャネルを備える円形リム断面を有するステアリングホイール芯部材を設けるステップと、前記芯部材よりも大きな密度を有する少なくとも1つの緩衝要素を、チャネル内に配置するステップとを含む。この方法は、芯部材と緩衝要素とを成形装置に配置するステップ、および成形装置中に流動可能な硬化性材料を供給するステップをさらに含み、硬化材料が緩衝要素と芯部材とに粘着して、緩衝要素を芯部材と振動伝達可能に固定する。 In another aspect, a method for manufacturing a steering wheel is provided. The method includes providing a steering wheel core member having a circular rim cross section with a channel, and disposing at least one cushioning element in the channel having a greater density than the core member. The method further includes the steps of placing the core member and the cushioning element in a molding apparatus and supplying a flowable curable material in the molding apparatus, wherein the cured material adheres to the cushioning element and the core member. The buffer element is fixed to the core member so that vibration can be transmitted.
さらに別の観点においては、ステアリングホイールを提供し、このステアリングホイールは、チャネルを備える円形リムを有するステアリングホイール芯部材を設けるステップ、芯部材よりも大きな密度を有する少なくとも1つの緩衝要素をチャネル内に配置するステップとを含む方法によって製造される。この方法は、芯部材および緩衝要素を成形装置内に配置するステップと、成形装置内に流動可能な硬化性材料を供給するステップをさらに含み、硬化材料が、緩衝要素と芯部材とに粘着して、緩衝要素を芯部材と振動伝達可能に固定する。 In yet another aspect, a steering wheel is provided, the steering wheel including providing a steering wheel core member having a circular rim with a channel, and at least one cushioning element having a greater density than the core member in the channel. And the step of arranging. The method further includes disposing the core member and the cushioning element in a molding apparatus and supplying a flowable curable material in the molding apparatus, the cured material sticking to the cushioning element and the core member. Then, the buffer element is fixed to the core member so as to be able to transmit vibration.
さらに別の観点においては、車両ステアリングホイールの回転振動を最適化する方法を提供する。この方法は、車両のステアリングシステムに連結可能な、実質的に円形のリム部分を有するステアリングホイール芯部材を形成するステップ、少なくとも1つの緩衝要素を設け、それをリム部分のまわりに固定することによって、芯部材に質量を取り付けるステップを含み、緩衝要素が、好ましくは芯部材のまわりに実質的に放射対称に配置されるとともに、芯部材の密度よりも大きな密度を有する。 In yet another aspect, a method for optimizing rotational vibration of a vehicle steering wheel is provided. The method includes forming a steering wheel core member having a substantially circular rim portion connectable to a vehicle steering system, by providing at least one cushioning element and securing it around the rim portion. Attaching the mass to the core member, wherein the cushioning element is preferably disposed substantially radially symmetrical about the core member and has a density greater than the density of the core member.
詳細な説明
図1および図2を参照すると、本発明の好ましい態様によるステアリングホイール10の部分図を示してある。ステアリングホイール10は、実質的に円形のリム、好ましくは金属製の機械加工またはダイキャストされたリムを備えるとともに、好ましくは円周状チャネル11を有する、芯材を有する。緩衝要素14は、リム12のまわりに固定し、好ましくは少なくとも部分的にチャネル11内に配置して、そこに固定する。好ましい態様において、ステアリングホイール芯材は、ダイキャストアルミニウムまたはマグネシウムであり、リム12を中心本体(図示せず)に連結する複数のスポーク(図示せず)を有する一体型芯部材として形成されて、従来式方法で車両ステアリングシステムに装着されている。完全に組み立てたときに、ステアリングホイール10には、好ましくは既知のカバー材料、例えばプラスチック、革または繊維などで覆いをする。緩衝要素14、好ましくは比較的密度の大きい材料で形成されたものをリム12に固定すると、ステアリングの慣性モーメントとともに回転質量慣性モーメントを増大させて、回転振動への抵抗を増大させる。ここで、リム12に実際にチャネルを設けることは、本発明の目的に対して必須条件ではないが、チャネルは緩衝材重量を配置して保持するのに役立ち、したがって好ましい態様となることを認識すべきである。当業者であれば、緩衝材14をリム12の「まわり」に固定するということは、多種多様な固定手段を包含するものであり、緩衝材14を実際にリム12自体に取り付けることは必須ではないことを理解するであろう。
DETAILED DESCRIPTION Referring to FIGS . 1 and 2, there is shown a partial view of a steering wheel 10 according to a preferred embodiment of the present invention. The steering wheel 10 comprises a core material comprising a substantially circular rim, preferably a metal machined or die-cast rim, and preferably having a circumferential channel 11. The
チャネル11は、好ましくは断面が実質的にU形であるが、本発明の範囲を逸脱することなく相応に変えることができる。好ましい一態様においては、チャネル11は、一体型芯部材を鋳造するときに成形されるが、チャネルはその代わりに機械加工してもよい。代替手法としては、リム14全体を、別個の部品として製造して、スポークと中央マウント部分とに取り付けて、芯部材を組み立てることもできる。U形チャネルとするかわりに、リム12を、例えば、T形、正方形、半円、またはV形のチャネルとすることもできる。図3は、ステアリングホイール110内に装着されたT形チャネル111を示している。図1および2に戻ると、緩衝材14を、同様に様々な断面形状を有するように形成することも可能であり、好ましくは実質的にチャネル11の断面に一致するように設計して、そこに緩衝材14を配置する。好ましい一態様においては、チャネル11は円形リム12の回りに連続しているが、リム12は、充填領域によって隔離されて、リム12の回りに円周方向に位置する、複数のチャネルを有してもよいことを理解すべきである。好ましい1つのダイキャストプロセスでは、溶融金属の供給のためのゲートが設けられたチャネルの部分が充填されて残る。緩衝材14は、好ましくは、リム12よりも密度の高い材質、例えば鉛、鋼、タングステン、またはその他の金属で作られた、完全または部分リングである。緩衝要素(単数または複数)は、十分に高密度の非金属材料、例えば、高密度ポリ塩化ビニル(PVC)とすることもできる。
The channel 11 is preferably substantially U-shaped in cross section, but can be changed accordingly without departing from the scope of the present invention. In a preferred embodiment, the channel 11 is formed when casting an integral core member, but the channel may instead be machined. As an alternative, the
様々な設計が可能であり、リングまたは部分リングの代わりに、緩衝材14には、好ましくはステアリングホイール10の回りに実質的に対称に配置される複数の部品を含めてもよい。緩衝要素は、好ましくは、リムのまわりに実質的に放射対称であるが、質量をホイールの中心のまわりに非対称に配向した、代替的な構築も考えられる。さらに別の態様においては、連続リングの代わりに、2つの部分円形部材を使用する。この態様においては、2つの別個の部材を、チャネル11に配置して、不連続緩衝構造14に、金型内のゲートから生じる固体領域を、収容させることができる。本説明においては、緩衝材14を単数で呼んでいるが、これらの説明は、複数の緩衝材を利用する態様にも同様に適用可能であることを理解すべきである。さらに別の企図する態様においては、図4に示すように、チャネル211は、チャネル211内に加圧可能な金属粉末または金属研削屑/旋削屑214を充填して、その中に材料を保持するか、または加熱かつ押圧して、上述のような緩衝部材/リングと同様に取り扱い可能な緩衝部材を形成することができる。
Various designs are possible, and instead of a ring or partial ring, the
リム12のまわりに緩衝材14を装着する様々な異なる方法が考えられる。好ましい一態様においては、緩衝材14は、実質的にチャネル11内に装着されるが、緩衝材とチャネル自体の寸法に応じて、緩衝材は、全体的に、または部分的にだけチャネル11内に装着することもできる。したがって、本明細書での使用においては、「内部」という用語は、全体的とともに部分的にチャネル11内にあることを意味すると理解される。さらに、上述のように、チャネルの使用は必須条件ではなく、重量を付加した緩衝部材は、その他の手段でステアリングホイールリムの上に固定することもできる。例えば、リム内のチャネルの代わりに、リム自体に、緩衝材内のチャネルと噛み合い可能な丸めた外表面を形成することもできる。さらに、チャネル形式の境界面は、まったく必要ではない。緩衝要素に、例えば、リムの平坦化した部分と同一平面に配置することのできる平坦化側面を形成してもよい。緩衝要素は、締結具、接着剤、またはスポット溶接でリムに取り付けることもできる。様々な別の代替手法が可能であり、当業者であれば、多種多様な異なる形状のリムおよび緩衝材を、本発明の範囲から逸脱することなく使用できることを認識するであろう。
Various different ways of mounting the
本明細書において使用する場合には、「振動伝達(vibrational communication)」とは、2つの構造間で振動が伝達されることを意味すると理解する。好ましい装着方法においては、挿入された緩衝材14を備えるリム12(および芯部材)が、チャネル11を上向きにした状態で、射出成形用金型(図示せず)に配置される。次に、当該技術分野では反応射出成型と呼ばれるプロセスにおいて、多成分エラストマー発泡性材料が型に供給される。発泡材料または粘着剤は、好ましくは当該分野で知られているポリウレタン発泡体または複合材であり、緩衝材14とリム12とに粘着して、緩衝材14をその所望の位置に保持するとともに、弾力性被膜層をホイールの外部に設ける。この部品に、後で塗装をするか、または皮革、プラスチック、その他で覆いをして、ステアリングホイールが仕上げられる。ここで、さらに認識すべきことは、緩衝材14は、反応射出成形中の温度に耐えるのに十分なほどの溶融点を有する材料で形成するのが好ましく、この温度は、一般的には100℃以上、より具体的には100℃〜120℃の範囲であることである。好適な射出成形方法の説明のための例が、Hayashiらの米国特許第6386063号に記載されており、これを参照により本明細書に組み入れてある。当業者であれば、多種多様な既知の接着剤およびエラストマー材料を、本発明の範囲から逸脱することなく、ステアリングホイールカバー/緩衝材保持材料として使用することができることを理解するであろう。
As used herein, “vibrational communication” is understood to mean that vibration is transmitted between two structures. In a preferred mounting method, the rim 12 (and the core member) including the inserted
したがって、緩衝材14は発泡体によってチャネル内に固定されているが、好ましくは柔軟で、弾力性のある発泡体の特性によって、緩衝材14の運動に自由度を与えることができる。緩衝材14は、緩衝材片(単数または複数)がリム12と常時接触して、芯材からの並進振動および回転振動が緩衝材に直接伝達されるように、チャネル11内に装着することができる。代替手法として、発泡体またはその他の弾力性材料の層を、緩衝材と芯材の間に配置して、緩衝材にエネルギーを伝達する前に発泡体にエネルギーを吸収させることもできる。このような設計によって、回転振動のエネルギーの一部を、発泡体の膨張と収縮によって吸収させることができる。同様に、弾力性発泡体の使用によって並進振動への抵抗も増大し、発泡体の膨張と収縮によって、緩衝材が非回転すなわち直線振動を抑制することができる。緩衝材14を芯部材に取り付けるその他の方法も考えられ、それには、リベットまたはネジなどの機械式取り付け具(単数または複数)、または曲げることによって緩衝材14を定位置に固定することのできる、リム12に取り付けたタブなどがある。緩衝材14を定位置に保持するのにタブを利用する態様においては、タブは、ダイキャスト工程においてリム12と一体に形成するか、またはリム12を形成した後に個別に取り付けることもできる。緩衝材14をリム12に取り付けるための、考えられるさらに別の方法としては、緩衝材14をチャネル11内へ圧入する方法、またはリム12をかしめて緩衝材14をその中に固定する方法がある。
Therefore, although the
ステアリングホイール10のリムのまわりに重量を加えると、ホイールの質量慣性極モーメントが増大し、ステアリングホイールの回転振動に対する抵抗を増大させる。ホイールの外部に質量を付加するときには、同等の質量をホイールの回転軸(中心体)に近接して付加するときよりも、ホイールの回転慣性は大きくなる。円筒軸のまわりに回転する輪(hoop)の回転慣性の値は、ステアリングカラムのまわりに回転するステアリングホイールのリムと同様に、次式で表わすことができる。
I = MR2
ここで、Iは回転慣性、Mはリム(輪)の質量、Rは輪の半径である。この式は、即席の緩衝材14をステアリングホイールに取り付けた場合の結果を近似するだけであるが、当業者は、回転慣性は、一般に、質量を付加した位置と回転軸との間の距離の2乗とともに増加することを認識するであろう。多くのステアリングホイール設計において、実際の回転軸は、厳密にホイールの中心ではないが、この数式が一般的に適用可能である。
Adding weight around the rim of the steering wheel 10 increases the wheel's mass moment of inertia and increases resistance to rotational vibration of the steering wheel. When mass is added to the outside of the wheel, the rotational inertia of the wheel is larger than when mass is added in the vicinity of the rotation axis (central body) of the wheel. The value of the rotational inertia of a hoop that rotates about the cylindrical axis can be expressed by the following equation, as with the steering wheel rim that rotates about the steering column.
I = MR 2
Here, I is rotational inertia, M is the mass of the rim (ring), and R is the radius of the ring. Although this equation only approximates the result when the
したがって、回転慣性が大きくなる、すなわちステアリングホイールの回転を開始または反転させるのに必要な力が大きくなると、ホイールの回転振動に対する抵抗が増加する。質量は、それが最も効果的な緩衝効果を有する場所である、リムにのみ付加されるので、振動を低減するのに付加しなくてはならない合計質量を最小化することができる。必要な質量を最小化することによって、ステアリングホイールの固有振動数の低下は、例えばホイールの中心近くに付加した比較的大きな質量を使用するシステムにおけるほど大きくはない。車両全体としての運転において遭遇する固有振動数、例えばエンジンの固有振動数または車両自体の固有振動数に近い固有振動数を有するステアリングホイールシステムの構築を回避することが設計者の目標であった。ここで理解されるように、本発明は、車両またはエンジンの固有振動数と異なる値のステアリングホイールの固有振動数を維持しながら、最小の質量を付加し、それによって望ましくないステアリングホイールの共振振動を最小化することを可能にする。さらに、過剰な質量を付加する必要性を回避することによって、安価になるとともに、ステアリングシステムおよび関係する構成要素の衝突性能を大きく変える危険性、すなわちエアバッグモジュール、またはホイールの回転軸に近い他の場所に比較的大きな質量を付加した場合に発生することのある問題の危険性が減少する。 Therefore, when the rotational inertia increases, that is, the force necessary to start or reverse the rotation of the steering wheel increases, the resistance against the rotational vibration of the wheel increases. Since the mass is only added to the rim, where it has the most effective cushioning effect, the total mass that must be added to reduce vibrations can be minimized. By minimizing the required mass, the reduction in the natural frequency of the steering wheel is not as great as in systems that use a relatively large mass added near the center of the wheel, for example. It has been a designer's goal to avoid building a steering wheel system that has a natural frequency encountered in driving the vehicle as a whole, such as the natural frequency of the engine or the natural frequency of the vehicle itself. As will be appreciated, the present invention adds minimal mass while maintaining a steering wheel natural frequency that is different from the vehicle or engine natural frequency, thereby undesired resonance vibration of the steering wheel. Makes it possible to minimize Furthermore, by avoiding the need to add excess mass, it becomes cheaper and can greatly change the collision performance of the steering system and related components, ie, the air bag module, or others close to the wheel's axis of rotation. This reduces the risk of problems that may occur when a relatively large mass is added to the location.
回転振動に関係する問題は、当該技術において「ごつごつとした復帰(lumpy return)」と呼ばれる現象を伴う。車両が旋回を始めると、後続するステアリングホイールの中央位置への復帰が、望ましい円滑な動作ではなく、一連のぎくしゃくとした運動(jerky or bumpy motions)を伴って起こる。ホイールに質量を付加すること、特に外部に質量を付加することによって、路面における変化ならびにパワーステアリング作動における変動が、ホイールの中央位置への復帰の円滑さを減少させる度合いが減少する。同様に、ステアリングホイールに全体として質量を付加すると、ホイールの並進振動、すなわち非回転振動に対する抵抗が増大する。 Problems associated with rotational vibrations involve a phenomenon called “lumpy return” in the art. As the vehicle begins to turn, the subsequent return of the steering wheel to the center position occurs with a series of jerky or bumpy motions rather than the desired smooth motion. By adding mass to the wheel, in particular adding mass externally, changes in the road surface as well as variations in power steering operation reduce the degree to which the smoothness of the return to the center position of the wheel is reduced. Similarly, adding mass to the steering wheel as a whole increases the resistance of the wheel to translational vibrations, ie non-rotational vibrations.
関連する観点において、本発明は、車両ステアリングホイールの回転振動を最適化する、例えばそれに対する抵抗を増大させる調節可能な方法を提供する。異なる車両ラインにおいて、場合によっては同一のメーカーおよびモデルの車両においても、構成要素および製造における微妙な差異によって、最適の回転振動特性が変化する可能性がある。好ましい一態様においては、様々な密度、寸法、形状、および重量を有する緩衝材が、ステアリングホイール10への取り付けに利用可能である。当該技術分野でよく知られているシミュレーション装置を使用して、例えば、車両ステアリングシステムが遭遇する平坦道路、凸凹道路、旋回状態をシミュレートする。すなわち、異なるシミュレーション条件の下で、振動振幅および周波数の客観的な計測値を記録することができる。 In a related aspect, the present invention provides an adjustable method for optimizing the rotational vibration of a vehicle steering wheel, for example increasing the resistance thereto. In different vehicle lines, even in vehicles of the same manufacturer and model, the optimal rotational vibration characteristics can change due to subtle differences in components and manufacturing. In a preferred embodiment, cushioning materials having various densities, dimensions, shapes, and weights are available for attachment to the steering wheel 10. Simulation devices well known in the art are used to simulate, for example, flat roads, bumpy roads, and turning conditions encountered by vehicle steering systems. That is, objective measurement values of vibration amplitude and frequency can be recorded under different simulation conditions.
試験中に、異なるリングまたは代替の緩衝構造をチャネル11に挿入して、ステアリングシステムに回転振動に対するより大きなまたは小さな抵抗、およびより大きなまたは小さな固有振動周波数を与える。このようにして、特定の車両に対して適切な振動特性を与える、個々のリング(単数または複数)または緩衝材を選択することができる。好ましい試験手順は、緩衝挿入体14なしでステアリングホイール装置を組み立てるステップ、次いでステアリング装置をシミュレータに装着して、異なる条件の下で振動特性を測定するステップを伴う。次のステップは、必要であれば、利用可能な複数の緩衝材の中で最も重いものをチャネル11に装着し、次いで第2の系列の試験を行って、重量付加したステアリングホイールの振動特性を測定する。満足できる場合には、この「重い」緩衝材を、その車両、または車両の系列に使用する。不満足である場合には、その他の様々な緩衝材をそのステアリング装置について、最適の緩衝材(単数または複数)が決まるまで試験を行う。
During testing, a different ring or alternative buffer structure is inserted into the channel 11 to provide the steering system with greater or lesser resistance to rotational vibration and greater or less natural vibration frequency. In this way, individual ring (s) or cushioning materials can be selected that provide suitable vibration characteristics for a particular vehicle. A preferred test procedure involves assembling the steering wheel device without the
ステアリングホイールの回転振動特性を評価するためのリグテスターおよびその実施方法が、2001年のGiacomin, J.、Shayaa, M.S.、Dormegnie, E.およびRichard, Lによる、「A Frequency Weighting Curve For The Evaluation Of Steering Wheel Rotational Vibration」、the Journal of Sound and Vibrationに記載されており、インターネット上のwww.shef.ac.uk/mecheng/dynam/ra/human.htmで見ることができる。特定のステアリングホイールに挿入するための適当な緩衝材を決定するための他の方法も考えられ、例えば、実際の車両運転試験、およびテストドライバから得る主観データなどがある。例えば、シミュレーション装置を使用する代わりに、ドライバが異なる条件下で車両を運転して、実験者が、テストドライバが申告する嗜好と体験に基づいて最適な緩衝材を選択することができる。場合によっては、ステアリングシステムを、緩衝材14を除いて、車両に完全に組み付ける。様々な重量を付加したリングや緩衝材設計をステアリングホイール内に保持して運転試験を行ない、最適の緩衝材が選択された後にはじめて、緩衝材を定位置に永久的に成形する。
A rig tester and method for evaluating the rotational vibration characteristics of a steering wheel is described by Giacomin, J., Shayaa, MS, Dormegnie, E. and Richard, L in 2001, “A Frequency Weighting Curve For The Evaluation Of Steering. Wheel Rotational Vibration ”, the Journal of Sound and Vibration, and can be found on the Internet at www.shef.ac.uk/mecheng/dynam/ra/human.htm. Other methods for determining the appropriate cushioning material to insert into a particular steering wheel are also conceivable, such as actual vehicle driving tests and subjective data obtained from test drivers. For example, instead of using a simulation device, the driver can drive the vehicle under different conditions and the experimenter can select the optimal cushioning material based on the preferences and experiences that the test driver declares. In some cases, the steering system is fully assembled to the vehicle, except for the
本説明は、説明の目的だけのものであり、本発明の範囲をいかなる意味においても限定するものではないと考えるべきである。すなわち、当業者であれば、添付の請求項によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に開示する態様に対して、様々な修正を加えることができることを認識するであろう。 This description is to be construed as illustrative only and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. That is, one of ordinary skill in the art appreciates that various modifications can be made to the embodiments disclosed herein without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. Let's go.
Claims (21)
前記リムのまわりに固定された、少なくとも1つの緩衝要素とを含み、前記緩衝要素は、前記芯部材の密度よりも大きな密度を有する材料で形成されるとともに、前記芯部材と振動伝達可能に固定された、自動車用のステアリングホイール。 A core member having a given density and having a substantially circular rim;
At least one buffering element fixed around the rim, and the buffering element is made of a material having a density larger than the density of the core member, and is fixed to the core member so as to transmit vibrations. A steering wheel for automobiles.
前記チャネル内に、前記芯部材よりも大きい密度を有する少なくとも1つの緩衝要素を配置するステップ、
前記芯部材と前記緩衝要素とを成形装置内に配置するステップ、および
前記成形装置中に流動可能な硬化性材料を供給するステップを含み、硬化材料が、前記緩衝要素と前記芯部材とに粘着して、前記緩衝要素を前記芯部材と振動伝達可能に固定する、ステアリングホイールの製造方法。 Providing a steering wheel core member having a circular rim cross section with a channel;
Disposing at least one cushioning element in the channel having a greater density than the core member;
Placing the core member and the cushioning element in a molding device and supplying a flowable curable material into the molding device, wherein the cured material adheres to the cushioning element and the core member And the manufacturing method of the steering wheel which fixes the said buffer element so that vibration transmission with the said core member is possible.
少なくとも1つの緩衝要素を設け、それを前記リム部分のまわりに固定することによって、前記芯部材に質量を取り付けるステップを含み、前記緩衝要素が前記芯部材よりも大きな密度を有する、車両のステアリングホイールにおける回転振動の最適化方法。 Forming a steering wheel core member having a substantially circular rim portion connectable to a vehicle steering system, and providing at least one cushioning element and securing it around the rim portion; A method for optimizing rotational vibration in a steering wheel of a vehicle, comprising the step of attaching a mass to a core member, wherein the cushioning element has a higher density than the core member.
芯部材の回転振動を、その中に締結された前記第1の緩衝要素によって計測するステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。 The mounting step includes providing a plurality of buffer elements having different masses, selecting a first buffer element having a first mass, and removably fastening the buffer elements in the channel. With
The method of claim 16, further comprising measuring rotational vibration of the core member with the first buffer element fastened therein.
前記第1の緩衝要素と異なる第2の質量を有する、第2の緩衝要素を選択するステップ、および
前記芯部材の回転振動を、その中に締結された前記第2の緩衝要素によって計測するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。 Removing the first buffering element from the channel;
Selecting a second cushioning element having a second mass different from the first cushioning element, and measuring rotational vibrations of the core member with the second cushioning element fastened therein 21. The method of claim 20, further comprising:
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US39007602P | 2002-06-20 | 2002-06-20 | |
US10/223,137 US20030233905A1 (en) | 2002-06-20 | 2002-08-19 | Vibration resistive steering wheel and method |
PCT/US2003/019682 WO2004000606A2 (en) | 2002-06-20 | 2003-06-20 | Vibration resistive steering wheel and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005529798A true JP2005529798A (en) | 2005-10-06 |
Family
ID=29739100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004516108A Pending JP2005529798A (en) | 2002-06-20 | 2003-06-20 | Vibration-resistant steering wheel and method |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20030233905A1 (en) |
EP (1) | EP1532017A4 (en) |
JP (1) | JP2005529798A (en) |
BR (1) | BR0312432A (en) |
WO (1) | WO2004000606A2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008024113A (en) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Nippon Plast Co Ltd | Steering wheel |
JP2010512280A (en) * | 2006-12-12 | 2010-04-22 | オートリブ エーエスピー,インコーポレイティド | Steering wheel with reduced vibration transmission |
JP2011201338A (en) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Nippon Plast Co Ltd | Mass body and handle |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040011156A1 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-22 | Breed Automotive Technology, Inc. | High inertia - high mass steering wheel |
US6976403B2 (en) * | 2002-09-13 | 2005-12-20 | General Motors Corporation | Steering wheel dynamic absorber assembly |
US20050155449A1 (en) * | 2004-01-21 | 2005-07-21 | Greg Birchmeier | Steering wheel damper |
DE202004006155U1 (en) * | 2004-04-19 | 2004-08-26 | Trw Automotive Safety Systems Gmbh | vehicle steering wheel |
DE102008035097A1 (en) | 2008-06-19 | 2009-12-24 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Heated steering wheel for a motor vehicle |
US20120067162A1 (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Steven Kollmann | Steering Wheel Armature Weight |
DE102016204105B4 (en) * | 2016-03-11 | 2023-07-06 | Joyson Safety Systems Germany Gmbh | Steering wheel for a motor vehicle |
DE102017108429B4 (en) * | 2017-04-20 | 2024-09-19 | Joyson Safety Systems Germany Gmbh | Steering wheel for a motor vehicle and method for producing a steering wheel for a motor vehicle |
DE102017220275A1 (en) * | 2017-11-14 | 2019-05-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Steering wheel and method of making a steering wheel |
DE102019211012A1 (en) * | 2019-07-25 | 2021-01-28 | Ford Global Technologies, Llc | Motor vehicle steering wheel with damping device |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2417347A (en) * | 1943-07-06 | 1947-03-11 | Lockheed Aircraft Corp | Vibration damper |
FR991440A (en) * | 1948-07-29 | 1951-10-05 | Elastically deformable crown steering wheel | |
US4010659A (en) * | 1975-12-19 | 1977-03-08 | Ford Motor Company | Steering wheel having helical rim core |
US4653169A (en) * | 1984-08-06 | 1987-03-31 | Stanley Puszakowski | Vibration damper and method of making the same |
JPS61222868A (en) * | 1984-12-11 | 1986-10-03 | Nissan Motor Co Ltd | Damping structure of steering device |
DE69929722T2 (en) | 1998-10-30 | 2006-08-31 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | steering wheel |
DE29910991U1 (en) * | 1999-06-23 | 1999-11-04 | TRW Automotive Safety Systems GmbH & Co.KG, 63743 Aschaffenburg | Vehicle steering wheel |
DE29910997U1 (en) * | 1999-06-23 | 1999-11-04 | TRW Automotive Safety Systems GmbH & Co.KG, 63743 Aschaffenburg | Vehicle steering wheel |
JP2002053047A (en) * | 2000-08-11 | 2002-02-19 | Nippon Plast Co Ltd | Steering wheel |
DE20016639U1 (en) * | 2000-09-26 | 2001-02-08 | TRW Automotive Safety Systems GmbH & Co. KG, 63743 Aschaffenburg | steering wheel |
DE10140473A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-27 | Bayerische Motoren Werke Ag | Motor vehicle steering with a torsional vibration absorber |
-
2002
- 2002-08-19 US US10/223,137 patent/US20030233905A1/en not_active Abandoned
-
2003
- 2003-06-20 BR BR0312432-0A patent/BR0312432A/en not_active Application Discontinuation
- 2003-06-20 JP JP2004516108A patent/JP2005529798A/en active Pending
- 2003-06-20 EP EP03761236A patent/EP1532017A4/en not_active Withdrawn
- 2003-06-20 WO PCT/US2003/019682 patent/WO2004000606A2/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008024113A (en) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Nippon Plast Co Ltd | Steering wheel |
JP2010512280A (en) * | 2006-12-12 | 2010-04-22 | オートリブ エーエスピー,インコーポレイティド | Steering wheel with reduced vibration transmission |
JP2011201338A (en) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Nippon Plast Co Ltd | Mass body and handle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1532017A2 (en) | 2005-05-25 |
BR0312432A (en) | 2005-05-03 |
EP1532017A4 (en) | 2005-09-28 |
US20030233905A1 (en) | 2003-12-25 |
WO2004000606A3 (en) | 2004-04-01 |
WO2004000606A2 (en) | 2003-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6439359B1 (en) | Damper for vehicles | |
JP2005529798A (en) | Vibration-resistant steering wheel and method | |
US6224046B1 (en) | Fluid-filled bushing | |
US6216833B1 (en) | Vibration damper and method of making same | |
JP2003014035A (en) | Vibration damping device | |
JP2001271874A (en) | Vibration damping device for vehicle | |
CA2584220C (en) | Spare tire mass damper | |
JP7100164B2 (en) | Vibration reduction structure of steering wheel for vehicles | |
US20020092699A1 (en) | Damped steering assembly | |
JPH045572B2 (en) | ||
EP2703251A1 (en) | Structure of steering wheel for vehicle | |
US20040089096A1 (en) | Vibration resistive steering wheel and method | |
CN107499301B (en) | Vacuum pump installing support assembly | |
JP2005537975A (en) | Vibration resistant handle and method for imparting vibration resistance | |
US5494131A (en) | Method and apparatus for damping vibrations in an automotive vehicle having a convertible roof | |
US20040011156A1 (en) | High inertia - high mass steering wheel | |
US7837075B2 (en) | Spare tire dynamic damper | |
Jee et al. | The application of the simulation techniques to reduce the noise and vibration in vehicle development | |
US12044282B2 (en) | Powertrain mount with integrated tuned mass damper | |
JP4968166B2 (en) | Steering wheel | |
US11052716B2 (en) | Motor vehicle axle | |
JPH0323855Y2 (en) | ||
US20050184437A1 (en) | Mounting devices utilizing elastomers of differing characteristics and post-vulcanization bonding | |
JPS61222868A (en) | Damping structure of steering device | |
JPH07259915A (en) | Suspension device of wheel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080916 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090317 |